JP4688833B2 - 圧粉磁心用粉末ならびに圧粉磁心およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明で好ましく用いられる軟磁性粉末とは、強磁性の金属粉末であり、具体例としては、純鉄粉、鉄基合金粉末(Fe−Al合金、Fe−Si合金、センダスト、パーマロイ等)およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜や酸化皮膜等の電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これらの軟磁性粉末は、たとえば、アトマイズ法等によって微粒子化する方法、酸化鉄等を微粉砕した後これを還元する方法等によって製造できる。
フェノール樹脂微粉末は、圧粉磁心用粉末においてバインダー樹脂としての役割を果たすものである。フェノール樹脂は熱硬化性樹脂であり、比較的安価で、かつ高強度を与える。また、本発明では、潤滑剤は一般に強度低下の原因となるので加熱して除去することが好ましく、この熱処理の際に硬化反応を起こして圧縮成形体の強度を高めることのできる熱硬化性樹脂が好ましいのである。圧縮成形後、熱処理すると、フェノール樹脂が溶融して軟磁性粉末の表面を覆うため、絶縁性を確保することができる。また、熱処理時に架橋硬化反応が進行するため、常温はもとより、高温環境下においても優れた機械的強度を示す圧粉磁心を与える。
潤滑剤は、軟磁性粉末同士や、圧粉磁心用粉末と成形用の型との潤滑性を高めるために添加する。本発明では、融点が30℃〜110℃の潤滑剤を選択する。潤滑剤の融点が30℃より低いと、圧粉を保管したり、成形工程で搬送したり、型に充填したりするときに、充填剤の軟化によって粉末同士が付着して流動性が低下することがあるので、作業効率が劣る。しかし、融点が110℃よりも高いと、成形体の強度が低下するため好ましくない。また、潤滑剤としては、比較的極性が小さく、フェノール樹脂との相互作用の小さい種類のものが好適である。好ましい具体例としては、ポリエチレンワックス、エステルワックス、パラフィンワックス等が挙げられる。より好ましいのは、例えばヒドロキシ脂肪酸エステルワックス等のエステルワックスと、パラフィンワックスである。なお、ステアリン酸亜鉛等一般によく使用される金属石鹸系の潤滑剤は融点が高過ぎて、特にバインダー樹脂としてフェノール樹脂を用いる場合、成形体の強度を著しく低下させるため、好ましくないことが本発明者等により確認されている(実施例の実験No.18)。
本発明の圧粉磁心用粉末には、必須成分として強化添加剤が含まれる。この強化添加剤は、圧粉磁心の強度を高めるために用いる。具体的には、窒素含有塩基性化合物の塩であり、例えば、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、硫酸メラミンおよびシアヌル酸メラミン(慣用名メラミンイソシアヌレート)よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
圧粉磁心として良好な電気抵抗と機械的強度を得るには、圧縮成形に先立って、軟磁性粉末、フェノール樹脂微粉末、潤滑剤および強化添加剤を、極力均一に混合することが望ましい。本発明では微粉末のフェノール樹脂を用いているので、樹脂を溶媒に溶解させてから軟磁性粉末等と混合しなくても、均一に混合することができ、優れた電気抵抗と機械的強度を有する圧粉磁心を得ることができる。混合方法としては特に限定されないが、公知のミキサー、ボールミル、ニーダー、V型混合機等を用いて混合すればよい。
本発明の圧粉磁心用粉末を圧縮成形し、フェノール樹脂を溶融硬化させるために熱処理を行えば、本発明の圧粉磁心が得られる。圧縮成形法は特に限定されず、従来公知の方法が採用可能である。
<各種原料>
軟磁性粉末には、純鉄粉(神戸製鋼所製;アトメル(登録商標)300NH;平均粒径80〜100μm)を用いた。
純鉄粉、表1に示した種類・量のフェノール樹脂微粉末、潤滑剤、強化添加剤を、V型混合機に装填し、30分以上混合して、圧粉磁心用粉末を得た。この圧粉磁心用粉末を所定の金型に充填し、温度25℃、圧力650MPa、最大荷重での加圧時間2秒の条件で圧縮成形し、長さ31.8mm×幅12.7mm×厚さ5mmの直方体形状の圧縮成形体を得た。なお、金型内面には、潤滑剤を塗布しなかった。
圧縮成形した後、圧縮成形体を取り出す工程において、抜き圧を測定した。抜き圧は、金型内に粉末を充填し圧縮成形した後、金型を押し上げることによって相対的に成形体を金型内部から押し出し、このとき金型に負荷される最大荷重を測定することにより決定した。この抜き圧が30MPaを超える場合は、粉末の潤滑性が乏しく成形困難とされる。
上記圧縮成形体を、空気中、250℃で30分加熱処理し、フェノール樹脂微粉末を溶融させた後、硬化させた。
加熱処理された後の圧縮成形体(圧粉磁心)の寸法をマイクロメータで測定すると共に、質量を測定し、質量を体積で割ることで、圧粉磁心の密度(g/cm3)を算出した。
Claims (6)
- 軟磁性粉末100質量部に対し、フェノール樹脂微粉末0.1〜1質量部と、融点が30〜110℃の潤滑剤0.1〜1質量部とを含むと共に、強化添加剤として窒素含有塩基性化合物の塩を0.05〜0.5質量部含むことを特徴とする圧粉磁心用粉末。
- 上記窒素含有塩基性化合物の塩が、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、硫酸メラミンおよびシアヌル酸メラミンよりなる群から選択される1種以上である請求項1に記載の圧粉磁心用粉末。
- 上記フェノール樹脂微粉末は、150℃におけるJIS K6911の円板式流れ試験値が45mm以上であるフェノール樹脂からなるものである請求項1または2に記載の圧粉磁心用粉末。
- 上記潤滑剤が、ポリエチレンワックス、エステルワックスおよびパラフィンワックスのうちのいずれか1種以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧粉磁心用粉末。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧粉磁心用粉末の圧縮成形体を加熱し、フェノール樹脂微粉末を溶融硬化させたものであることを特徴とする圧粉磁心。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧粉磁心用粉末を圧縮成形する工程と、得られた圧縮成形体を体を加熱し、フェノール樹脂微粉末を溶融硬化させる工程とを含むことを特徴とする圧粉磁心の製造方法。
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